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          如何保证接口的幂等性 - 吃素的左撇子 | Blog
        
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                              <a class="tag" href="/tags/#微服务" title="微服务">微服务</a>
                            
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                        <h1>如何保证接口的幂等性</h1>
                        <h2 class="subheading"></h2>
                        <span class="meta">
                            Posted by 吃素的左撇子 on
                            2020-03-30
                        </span>
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                </div>
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        </div>
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            also mask any touch event of tags, unfortunately.
        -->
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                    <li>
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    <!-- Main Content -->
    <!-- Modify by Yu-Hsuan Yen -->

<!-- Post Content -->
<article>
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        <div class="row">

            <!-- Post Container -->
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                <h3 id="幂等性介绍">幂等性介绍</h3>
<p>接口幂等性：多次调用方法或者接口不会改变业务状态，可以保证重复调用的结果和单次调用的结果一致。</p>
<h3 id="幂等性出现的场景">幂等性出现的场景</h3>
<ol>
<li>
<p>前端重复提交。</p>
<p>用户在客户端，点击按钮，发送后端请求数据服务，后端需要，存储客户端提交的数据，由于后端没有及时返回状态，导致用户一直在客户端重复点击按钮，发送相同的数据。就会出现在数据库中创建同样的数据，这就是接口没有幂等性出现的bug。</p>
</li>
<li>
<p>接口超时重试。</p>
<p>对于给第三方调用的接口，有可能会因为网络原因而调用失败，这时，一般在设计的时候会对接口调用加上失败重试的机制。如果第一次调用已经执行了一半时，发生了网络异常。这时再次调用时就会因为脏数据的存在而出现调用异常。</p>
</li>
<li>
<p>消息重复消费。</p>
<p>在使用消息中间件来处理消息队列，且手动 ack 确认消息被正常消费时。如果消费者突然断开连接，那么已经执行了一半的消息会重新放回队列。<br>
当消息被其他消费者重新消费时，如果没有幂等性，就会导致消息重复消费时结果异常，如数据库重复数据，数据库数据冲突，资源重复等。</p>
</li>
</ol>
<h3 id="幂等性解决方案">幂等性解决方案</h3>
<ol>
<li>基于前端按钮判断。</li>
</ol>
<p>用户点击一次按钮后，立即更改按钮状态，使按钮不可点击状态，防止用户一个请求，重复多次提交。但是这种方法，只能用于前端重复提交，还是有漏洞，比如用户可以通过修改代码的方式，从新使按钮变为可点击提交的状态。</p>
<ol>
<li>
<p>基于token机制实现。</p>
<p>通过token 机制实现接口的幂等性,这是一种比较通用性的实现方法。示意图如下：</p>
<p><img src="http://image.wangxiaohuan.com/blog/image/20210417220719.png" alt="image"></p>
<p>具体流程步骤：</p>
<ol>
<li>客户端会先发送一个请求去获取 token，服务端会生成一个全局唯一的 ID 作为 token 保存在 redis 中，同时把这个 ID 返回给客户端(全局唯一 ID 可以用百度的 uid-generator、美团的 Leaf 去生成)。</li>
<li>客户端第二次调用业务请求的时候必须携带这个 token。</li>
<li>服务端会校验这个 token，如果校验成功，则执行业务，并删除 redis 中的 token(对 redis 中是否存在 token 以及删除的代码逻辑建议用 Lua 脚本实现，保证原子性)。</li>
<li>如果校验失败，说明 redis 中已经没有对应的 token，则表示重复操作，直接返回指定的结果给客户端。</li>
</ol>
</li>
<li>
<p>基于mysql实现。</p>
<p>实现方式是利用 mysql 唯一索引的特性。示意图如下：</p>
<p><img src="http://image.wangxiaohuan.com/blog/image/20210417220708.png" alt="image"></p>
<p>具体流程步骤：</p>
<ol>
<li>建立一张去重表，其中某个字段需要建立唯一索引。</li>
<li>客户端去请求服务端，服务端会将这次请求的一些信息插入这张去重表中。</li>
<li>因为表中某个字段带有唯一索引，如果插入成功，证明表中没有这次请求的信息，则执行后续的业务逻辑。</li>
<li>如果插入失败，则代表已经执行过当前请求，直接返回。</li>
</ol>
</li>
<li>
<p>基于redis实现。</p>
<p>实现方式是基于 SETNX 命令实现的。</p>
<p>SETNX key value：将 key 的值设为 value ，当且仅当 key 不存在。若给定的 key 已经存在，则 SETNX 不做任何动作。</p>
<p>该命令在设置成功时返回 1，设置失败时返回 0。</p>
<p>示意图如下：</p>
<p><img src="http://image.wangxiaohuan.com/blog/image/20210417220738.png" alt="image"></p>
<p>具体流程步骤：</p>
<ol>
<li>客户端先请求服务端，会拿到一个能代表这次请求业务的唯一字段。</li>
<li>将该字段以 SETNX 的方式存入 redis 中，并根据业务设置相应的超时时间。</li>
<li>如果设置成功，证明这是第一次请求，则执行后续的业务逻辑。</li>
<li>如果设置失败，则代表已经执行过当前请求，直接返回。</li>
</ol>
</li>
<li>
<p>基于悲观锁实现。</p>
<p>实现方式是基于悲观锁来实现的。将更改的数据行锁住，在同一时刻只允许一个请求获得锁，更新数据，其他的请求则等待。</p>
<p>通常情况下通过如下sql锁住单行数据：<br>
select * from 表名 列名=value for update;</p>
<p>具体流程如下：</p>
<p><img src="http://image.wangxiaohuan.com/blog/image/20210417222851.png" alt="image"></p>
<p>具体步骤：</p>
<ol>
<li>多个请求同时根据id查询用户信息。</li>
<li>判断余额是否不足100，如果余额不足，则直接返回余额不足。</li>
<li>如果余额充足，则通过for update再次查询用户信息，并且尝试获取锁。</li>
<li>只有第一个请求能获取到行锁，其余没有获取锁的请求，则等待下一次获取锁的机会。</li>
<li>第一个请求获取到锁之后，判断余额是否不足100，如果余额足够，则进行update操作。</li>
<li>如果余额不足，说明是重复请求，则直接返回成功。</li>
</ol>
<p><em>悲观锁需要在同一个事务操作过程中锁住一行数据，如果事务耗时比较长，会造成大量的请求等待，影响接口性能。<br>
此外，每次请求接口很难保证都有相同的返回值，所以不适合幂等性设计场景，但是在防重场景中是可以的使用的。</em></p>
</li>
<li>
<p>基于乐观锁实现。</p>
<p>实现方式是基于乐观锁来实现的。需要在表中增加一个timestamp或者version字段，这里以version字段为例。</p>
<p>在更新数据之前先查询一下数据：</p>
<p>select id,amount,version from user id=123;</p>
<p>如果数据存在，假设查到的version等于1，再使用id和version字段作为查询条件更新数据：</p>
<p>update user set amount=amount+100,version=version+1<br>
where id=123 and version=1;</p>
<p>更新数据的同时version+1，然后判断本次update操作的影响行数，如果大于0，则说明本次更新成功，如果等于0，则说明本次更新没有让数据变更。</p>
<p>由于第一次请求version等于1是可以成功的，操作成功后version变成2了。这时如果并发的请求过来，再执行相同的sql：</p>
<p>update user set amount=amount+100,version=version+1 where id=123 and version=1;</p>
<p>该update操作不会真正更新数据，最终sql的执行结果影响行数是0，因为version已经变成2了，where中的version=1肯定无法满足条件。但为了保证接口幂等性，接口可以直接返回成功，因为version值已经修改了，那么前面必定已经成功过一次，后面都是重复的请求。</p>
<p>具体流程如下：</p>
<p><img src="http://image.wangxiaohuan.com/blog/image/20210417223532.png" alt="image"></p>
<p>具体步骤：</p>
<ol>
<li>先根据id查询用户信息，包含version字段</li>
<li>根据id和version字段值作为where条件的参数，更新用户信息，同时version+1</li>
<li>判断操作影响行数，如果影响1行，则说明是一次请求，可以做其他数据操作。</li>
<li>如果影响0行，说明是重复请求，则直接返回成功。</li>
</ol>
</li>
<li>
<p>基于状态机实现。</p>
<p>实现方式是基于状态机来实现的。</p>
<p>业务表是有状态的，比如订单表中有：1-下单、2-已支付、3-完成、4-撤销等状态。如果这些状态的值是有规律的，按照业务节点正好是从小到大，我们就能通过它来保证接口的幂等性。</p>
<p>假如id=123的订单状态是已支付，现在要变成完成状态。</p>
<p>update <code>order</code> set status=3 where id=123 and status=2;</p>
<p>第一次请求时，该订单的状态是已支付，值是2，所以该update语句可以正常更新数据，sql执行结果的影响行数是1，订单状态变成了3。</p>
<p>后面有相同的请求过来，再执行相同的sql时，由于订单状态变成了3，再用status=2作为条件，无法查询出需要更新的数据，所以最终sql执行结果的影响行数是0，即不会真正的更新数据。但为了保证接口幂等性，影响行数是0时，接口也可以直接返回成功。</p>
<p>具体流程图如下：</p>
<p><img src="http://image.wangxiaohuan.com/blog/image/20210417223836.png" alt="image"></p>
<p>具体步骤：</p>
<ol>
<li>用户通过浏览器发起请求，服务端收集数据。</li>
<li>根据id和当前状态作为条件，更新成下一个状态</li>
<li>判断操作影响行数，如果影响了1行，说明当前操作成功，可以进行其他数据操作。</li>
<li>如果影响了0行，说明是重复请求，直接返回成功。</li>
</ol>
<p><em>主要特别注意的是，该方案仅限于要更新的表有状态字段，并且刚好要更新状态字段的这种特殊情况，并非所有场景都适用。</em></p>
</li>
</ol>

                

                <hr>
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          <ol class="toc-nav"><li class="toc-nav-item toc-nav-level-3"><a class="toc-nav-link" href="#幂等性介绍"><span class="toc-nav-number">1.</span> <span class="toc-nav-text">幂等性介绍</span></a></li><li class="toc-nav-item toc-nav-level-3"><a class="toc-nav-link" href="#幂等性出现的场景"><span class="toc-nav-number">2.</span> <span class="toc-nav-text">幂等性出现的场景</span></a></li><li class="toc-nav-item toc-nav-level-3"><a class="toc-nav-link" href="#幂等性解决方案"><span class="toc-nav-number">3.</span> <span class="toc-nav-text">幂等性解决方案</span></a></li></ol>
        
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</article>




<!-- disqus embedded js code start (one page only need to embed once) -->
<script type="text/javascript">
    /* * * CONFIGURATION VARIABLES * * */
    var disqus_shortname = "your-disqus-ID";
    var disqus_identifier = "http://www.wangxiaohuan.com/%E6%8E%A5%E5%8F%A3%E5%B9%82%E7%AD%89%E6%80%A7/2020-03-30/";
    var disqus_url = "http://www.wangxiaohuan.com/%E6%8E%A5%E5%8F%A3%E5%B9%82%E7%AD%89%E6%80%A7/2020-03-30/";

    (function() {
        var dsq = document.createElement('script'); dsq.type = 'text/javascript'; dsq.async = true;
        dsq.src = '//' + disqus_shortname + '.disqus.com/embed.js';
        (document.getElementsByTagName('head')[0] || document.getElementsByTagName('body')[0]).appendChild(dsq);
    })();
</script>
<!-- disqus embedded js code start end -->





<!-- async load function -->
<script>
    function async(u, c) {
      var d = document, t = 'script',
          o = d.createElement(t),
          s = d.getElementsByTagName(t)[0];
      o.src = u;
      if (c) { o.addEventListener('load', function (e) { c(null, e); }, false); }
      s.parentNode.insertBefore(o, s);
    }
</script>
<!-- anchor-js, Doc:http://bryanbraun.github.io/anchorjs/ -->
<script>
    async("https://cdn.bootcss.com/anchor-js/1.1.1/anchor.min.js",function(){
        anchors.options = {
          visible: 'hover',
          placement: 'left',
          icon: 'ℬ'
        };
        anchors.add().remove('.intro-header h1').remove('.subheading').remove('.sidebar-container h5');
    })
</script>
<style>
    /* place left on bigger screen */
    @media all and (min-width: 800px) {
        .anchorjs-link{
            position: absolute;
            left: -0.75em;
            font-size: 1.1em;
            margin-top : -0.1em;
        }
    }
</style>



    <!-- Footer -->
    <!-- Footer -->
<footer>
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                    <li>
                        <a target="_blank" href="https://twitter.com/work_wxh">
                            <span class="fa-stack fa-lg">
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                            </span>
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                    </li>
                
                

                
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                        <a target="_blank" href="http://weibo.com/2742646782">
                            <span class="fa-stack fa-lg">
                                <i class="fa fa-circle fa-stack-2x"></i>
                                <i class="fa fa-weibo fa-stack-1x fa-inverse"></i>
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                        <a target="_blank" href="https://www.facebook.com/wxh.work">
                            <span class="fa-stack fa-lg">
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                    <li>
                        <a target="_blank"  href="https://github.com/xiaohuanwang">
                            <span class="fa-stack fa-lg">
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                                <i class="fa fa-github fa-stack-1x fa-inverse"></i>
                            </span>
                        </a>
                    </li>
                

                

                </ul>
                <p class="copyright text-muted">
                    Copyright &copy; 吃素的左撇子 2022 
                    <br>
                    Theme by <a href="http://beantech.org" target="_blank" rel="noopener">BeanTech</a> 
                    <span style="display: inline-block; margin: 0 5px;">
                        <i class="fa fa-heart"></i>
                    </span> 
                    re-Ported by <a href="http://www.wangxiaohuan.com">吃素的左撇子</a> | 
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                        style="margin-left: 2px; margin-bottom:-5px;"
                        frameborder="0" scrolling="0" width="91px" height="20px"
                        src="https://ghbtns.com/github-btn.html?user=xiaohuanwang&repo=hexo-theme-xiaohuanwang&type=star&count=true" >
                    </iframe>
                </p>
            </div>
        </div>
    </div>
</footer>

<!-- jQuery -->

<script src="/js/jquery.min.js"></script>


<!-- Bootstrap Core JavaScript -->

<script src="/js/bootstrap.min.js"></script>


<!-- Custom Theme JavaScript -->

<script src="/js/hux-blog.min.js"></script>



<!-- async load function -->
<script>
    function async(u, c) {
      var d = document, t = 'script',
          o = d.createElement(t),
          s = d.getElementsByTagName(t)[0];
      o.src = u;
      if (c) { o.addEventListener('load', function (e) { c(null, e); }, false); }
      s.parentNode.insertBefore(o, s);
    }
</script>

<!-- 
     Because of the native support for backtick-style fenced code blocks 
     right within the Markdown is landed in Github Pages, 
     From V1.6, There is no need for Highlight.js, 
     so Huxblog drops it officially.

     - https://github.com/blog/2100-github-pages-now-faster-and-simpler-with-jekyll-3-0  
     - https://help.github.com/articles/creating-and-highlighting-code-blocks/    
-->
<!--
    <script>
        async("http://cdn.bootcss.com/highlight.js/8.6/highlight.min.js", function(){
            hljs.initHighlightingOnLoad();
        })
    </script>
    <link href="http://cdn.bootcss.com/highlight.js/8.6/styles/github.min.css" rel="stylesheet">
-->


<!-- jquery.tagcloud.js -->
<script>
    // only load tagcloud.js in tag.html
    if($('#tag_cloud').length !== 0){
        async("http://www.wangxiaohuan.com/js/jquery.tagcloud.js",function(){
            $.fn.tagcloud.defaults = {
                //size: {start: 1, end: 1, unit: 'em'},
                color: {start: '#bbbbee', end: '#0085a1'},
            };
            $('#tag_cloud a').tagcloud();
        })
    }
</script>

<!--fastClick.js -->
<script>
    async("https://cdn.bootcss.com/fastclick/1.0.6/fastclick.min.js", function(){
        var $nav = document.querySelector("nav");
        if($nav) FastClick.attach($nav);
    })
</script>


<!-- Google Analytics -->


<script>
    // dynamic User by Hux
    var _gaId = 'UA-XXXXXXXX-X';
    var _gaDomain = 'yoursite';

    // Originial
    (function(i,s,o,g,r,a,m){i['GoogleAnalyticsObject']=r;i[r]=i[r]||function(){
    (i[r].q=i[r].q||[]).push(arguments)},i[r].l=1*new Date();a=s.createElement(o),
    m=s.getElementsByTagName(o)[0];a.async=1;a.src=g;m.parentNode.insertBefore(a,m)
    })(window,document,'script','//www.google-analytics.com/analytics.js','ga');

    ga('create', _gaId, _gaDomain);
    ga('send', 'pageview');
</script>




<!-- Baidu Tongji -->

<script>
    // dynamic User by Hux
    var _baId = 'xxx';

    // Originial
    var _hmt = _hmt || [];
    (function() {
      var hm = document.createElement("script");
      hm.src = "//hm.baidu.com/hm.js?" + _baId;
      var s = document.getElementsByTagName("script")[0];
      s.parentNode.insertBefore(hm, s);
    })();
</script>






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